| 研究課題/領域番号 |
20K04400
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 徳島大学 |
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研究代表者 |
高岩 昌弘 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (60243490)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 免荷型パワーアシスト装置 / 空気圧サーボ / パッシブ機構 / 装着型パワーアシスト / 筋骨格シミュレータ / 脇下支援 / 免荷型パワーアシスト / パッシブ型 / 空気圧システム / 単純持ち上げ動作 / 筋負担軽減 / 免荷型 / パワーアシスト / 空気圧駆動 / 歩行支援 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，機械的に身体の負担を軽減する装着型パワーアシスト装置が抱える問題点を解決するため，脇下から支える免荷型（荷重を地面で支えることで身体負担を軽減する仕組み）の空気式パワーアシスト装置を提案する。本アシスト装置を構成する各種要素技術開発におけるブレークスルーを実現するとともに，免荷型と装着型パワーアシスト装置の比較において，支援時に生ずる身体負担のメカニズムを，筋骨格シミュレーションおよび実機実験の両側面から明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
装着型パワーアシスト装置ではSquat動作を阻害しやすいという問題を解決するため、新たに、脇下支援による免荷型パワーアシスト装置を開発した。関節を空気圧シリンダで駆動するアクティブ型と、バネの復元力によるパッシブ型を構築した。持ち上げ動作における支援効果を筋電位センサを用いて定量評価したところ、装着型パワーアシスト装置と比べて、下半身の筋負担が大幅に軽減できることが示された。一方、片側のみの支援では無意識に左右のバランスを維持しようとすることで一部筋負担の増加が認められた。これらより装置に体重を預けるように使用することで、筋負担の増加を抑えることができるという運用指針を得ることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
脇下支援による免荷型のパワーアシスト装置を開発した。用途に応じて、エアシリンダで駆動するアクティブ型とバネの復元力のみを用いるパッシブ型を提案した。本装置は装着者との接点が靴側面と脇下の２点であるため、身体拘束が少なく、膝を曲げてしゃがむSquat法を阻害しない利点がある。単純持ち上げ動作における支援効果を筋電位センサを用いて定量評価した結果、特に下半身の筋負担が大きく低減されていることがわかり、これは筋骨格シミュレータを用いた解析からも同様の傾向を確認するに至った。パッシブ型装置は着脱が容易でオンデマンド的な使用が可能であり、低コスト化が可能であるため実用展開の可能性が高いと考えられる。
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